Фасонка
(Фасонный лист) - лист металла, имеющий очертание, требуемое для соединения
нескольких элементов металлической конструкции.
Фасонка — деталь
фермы в виде металлической пластинки, служащая для крепления в узле стержней
решетки и пояса.
Очертание
фасонок определяется системой фермы, числом примыкающих стержней, очертанием
пояса, условиями размещения сварных швов и их длиной, прикрепляющих стержни
решётки фермы или высокопрочных болтов, с учетом зазоров между сопрягаемыми
элементами 40-50 мм.
В то же время, необходимо стремиться к простейшим очертаниям фасонок, чтобы
упростить их изготовление, стремясь к наименьшему числу резов при вырезке
фасонок из листа, уменьшить обрезки и придать ферме более конструктивный,
спокойный вид; выкружек и особенно входящих углов следует избегать.
Если пояс не имеет перегиба, и решетка
треугольная, то наилучшим очертанием фасонки, к которому всегда нужно
стремиться, является простая прямоугольная форма.
Если стремление сохранить прямоугольное очертание фасонки потребует слишком
много излишнего материала, то можно принять очертание фасонки в виде
прямоугольной трапеции. В фермах с раскосной решеткой фасонке следует придавать
очертание прямоугольной трапеции. Такие фасонки вырезают из листа с минимальным
числом обрезков и при наименьшей протяженности резов. Так как в ферме число
одинаковых фасонок почти всегда четное (вследствие симметрии большинства ферм),
то две фасонки трапецоидального очертания вырезаются из листа одним косым
срезом, и в этом случае, тоже обрезков металла не получается.
Косой срез фасонки должен иметь такой уклон, чтобы к стержню фасонка подходила
под углом не менее 15-20 градусов во избежание перенапряжения материала у
прикрепления стержня. (Для плавной передачи усилия от стержней решетки на пояс
фасонку выпускают за стойку под углом не менее 15 градусов).
При отсутствии перегиба пояса в раскосной решетке желательно трапецеидальное
или параллелограммное очертание фасонки, получаемое оттягиванием её несколько
за стойку под углом в 30 градусов.
Не допускается проектировать фасонки несимметричными относительно оси усилия,
так как в этом случае появляются местные изгибающие моменты.
С целью обеспечения прочности соединения –
должны иметь размеры сечения, обеспечивающие равнопрочность с сечением
стержневых элементов (Площадь стыковых элементов должна быть не меньше площади
стыкуемых элементов) (Фасонкам должны быть приданы такие очертания и размеры,
чтобы площадь нетто сечения по любому разврезу удовлетворяла условиям прочности
при проверке нормальных и скалывающих напряжений от усилия, переданного до
данного разреза прикрепленными к фасонке элементами).
Толщину фасонок выбирают в зависимости от величины действующих усилий и
принятой толщины сварных швов.
Толщину фасонки обычно во всех узлах фермы назначают в зависимости от
расчетного усилия в сжатом опорном раскосе, так как в этом узле возникает
опасность потери устойчивости фасонки на участке между торцом стержня и ребрами
жесткости опорного узла.
Толщину фасонок рекомендуется принимать одинаковой во всех узлах фермы. При
значительной разнице усилий в стержнях решетки принимают две толщины в пределах
отправочного элемента.
Рекомендуемые
толщины фасонок в зависимости от усилий в стержнях:
Металлические
конструкции. М., Стройиздат, 1976. Авт.: Е.И. Беленя и др.
Макс.
усилие в стержнях решётки, кН
|
до 150
|
160-250
|
260-400
|
410-600
|
610-1000
|
1010-1400
|
1410-1800
|
более 1800
|
Толщина
фасонок, мм
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
Металлические
конструкции. М., Стройиздат, 1978. Авт.: К.К. Муханов
Наиб.
усилие в опорном раскосе, кН
|
до 200
|
200-450
|
450-750
|
750-1150
|
1150-1600
|
1600-1800
|
1800-2200
|
2200-2600
|
2600-3000
|
Толщина
фасонок, мм
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
22
|
25
|
Металлические
конструкции. М., Стройиздат, 1980. Под ред. Н.П. Мельникова
Усилия в
элементах решётки, кН
|
до 250
|
251-400
|
401-600
|
410-600
|
601-1000
|
1001-1400
|
1401-1800
|
1800-2300
|
Толщина
фасонок, мм
|
8
|
10
|
12
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
Конструирование
прикреплений элементов решётки к фасонкам
Стержни решетки из уголков или из швеллеров
рекомендуется приваривать к фасонкам с каждой стороны двумя фланговыми швами и выводом
каждого шва на торец на длину не менее 20 мм (СП 16.13330.2016 п.15.2.3) для снижения концентраций напряжений.
Иногда стержни приваривают добавочно и лобовым швом полностью.
Приварку раскосов к фасонке рекомендуется
делать лишь фланговыми швами по обушку и перу. Эти швы работают на срез (модуль
упругости G), а не на отрыв. Лобовые швы распределяют силовой поток передачи
усилия на фасонку более равномерно, однако, их не рекомендуется ставить в
тяжелых фермах с крупными профилями и большими сварными швами: после наложения
больших сварных швов на поясные уголки и раскосы развиваются большие усадочные
напряжения, которые вызывают растяжение в фасонке между уголками,
способствующее развитию трещин.
Чтобы уменьшить сварочные напряжения в фасонках, концы стержней решётки не
доводят до поясов (СП 16.13330.2016 п.15.2.3: Расстояние между краями решётки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками следует принимать не менее а=(6t-20)мм, но не более 80 мм. Здесь t - толщина фасонки, мм).
Резку стержней решётки (уголков, швеллеров и т.п.) производят, как правило,
нормально к оси; для крупных стержней допускают косую резку с целью уменьшения
размеров фасонок.
Не рекомендуется принимать прерывистые швы,
швы толщиной менее 5 мм и длиной менее 60 мм.
Расчёт
прикреплений элементов решётки к фасонкам
Если в стержне решетки действует расчетное усилие N, а сечение состоит из двух
уголков, то на каждый уголок приходится усилие N1=0,5N. Это усилие должно быть
воспринято сварным швами, прикрепляющими уголок к фасонке.
Возможны два варианта:
1) прикрепление только фланговыми швами. Требуемые площади швов по перу и
обушку уголка распределяются обратнопропорционально их расстояниям до оси
стержня.
2) прикрепление лобовыми и фланговыми швами (в этом случае определяют усилие,
воспринимаемое лобовым швом, а оставшаяся часть усилия распределяется между
фланговыми швами).
Конструирование
прикреплений поясов к фасонкам
К поясу фасонки прикрепляют также фланговыми
швами. Прикреплять фасонки к поясным уголкам следует с двух сторон (со стороны
обушка и пера), так как в противном случае поясные уголки могут легко
отогнуться, например, при транспортировке. Для этого фасонки выпускают за
обушки уголков на 10-20 мм. Но не всегда возможно выпустить фасонку за грань
пояса, например, при установке по верхнему поясу прогонов, прикрепляемых к
уголковым коротышам или при установке кровельных плит. В этом случае либо в фасонке
делают вырезы и это место не заваривают, либо, в фермах под легкую нагрузку,
фасонку не доводят до обушка уголков на 5...15 мм и прикрепляют только швами у
пера. Желательно при этом производить заварку щели, образующейся между обушками
уголков и фасонкой. Этот шов нельзя рассматривать как расчетный, так как трудно
обеспечить его хороший провар (шов наплавляется, а не проваривается) и
расчетными швами в этом случае являются швы, наложенные у пера.
Расчёт
прикреплений поясов к фасонкам
Возможны три случая:
1) Пояс проходит через узел, не прерываясь.
Прикрепление фасонки к поясу рассчитывается на равнодействующую усилий в
элементах решётки, сходящихся в данном узле, стремящуюся сдвинуть фасонку
относительно пояса. В частном случае, при отсутствии в узле перпендикулярно
поясу внешней нагрузки это усилие равно разности усилий в примыкающих к узлу
панелей пояса: Nф=N2-N1.
Если к узлу приложена сосредоточенная нагрузка P, то швы, прикрепляющие фасонку
к поясу, воспринимают равнодействующее усилие от давления нагрузки P и разности
усилий в смежных прогонах.
Усилие Nф приложено в центре узла по направлению оси пояса. Если фасонка не
выпущена за грань пояса, это усилие будет вызывать в швах, расположенных у пера
поясных уголков не только срез по их длине, но также изгиб, вызванный моментом
M=Nф е. Обычно нормальные напряжения от изгиба невелики, и потому проверку шва
производят только на срез при уменьшенном расчетном сопротивлении шва (примерно
на 20-25%).
2) В узле к поясу примыкает только стойка.
В этом случае Nф=N2-N1=0, прикрепление стойки к фасонки и фасонки к поясу
рассчитывают на усилие в стойке N=Nc.
3) В узле устраивается стык, заводской или монтажный. В этом случае необходимо
полностью перекрыть стык специальными накладками, не включая, как правило, в
работу стыка фасонку. Можно фасонку включить в работу стыка, если продолжить её
за узел.
Немного об
узлах легких ферм
Опорный узел легких ферм при свободном опирании их на нижележащую конструкцию
состоит из опорной плиты, стойки и фасонки.
Давление
фермы на опорную плиту передается через фасонку и опорную стойку, образующие
жесткую опору крестового сечения. Оси пояса и опорного раскоса центрируют на
ось опорной стойки; таким образом, опорная реакция фермы проходит через центр
жесткого креста.
Немного об
узлах тяжелых ферм
Слабая напряженность краев фасонок позволяет устраивать в них выкружки, которые
снижают концентрацию напряжений в местах примыкания раскосов. Устройство
выкружек особенно полезно в сварных узлах при работе конструкции на
динамические воздействия.
Из СП 16.13330.2016: 15.2.4 В узлах ферм с поясами из тавров, двутавров и одиночных уголков крепления фасонок к полкам поясов встык следует осуществлять с проваром на всю толщину фасонки. В конструкциях группы 1, а также эксплуатируемых в районах при расчётных температурах ниже минус 45 °С примыкание узловых фасонок к поясам следует выполнять согласно приложению К(таблица К.1, позиция 7).
Отдельно можно изучить действительную
работу узлов ферм (Напр. Муханов К.К. стр. 332).
Использованы материалы вышеуказанных
книг, а также материалы книги "Курс металлических конструкций". М.,
Стройиздат Наркомстроя, 1940. Авт.: Н.С. Стрелецкий
Комментариев нет:
Отправить комментарий